La stampa locale delle celle solari in perovskite può salvaguardare le risorse

Un gruppo di ricerca dell’istituto Fraunhofer ISE ha sperimentato una nuova tecnica di produzione basata sulla perovskite e sull’inversione del classico ciclo produttivo delle celle solari. Il risultato? 12,6% di efficienza.

a cura di Tommaso Tautonico

Il processo di produzione delle classiche celle solari al silicio richiede numerosi passaggi, alta tecnologia e l’impiego di sostanze poco rinnovabili.

Sostituendo al silicio la perovskite, un gruppo di ricercatori dell’istituto Fraunhofer ISE, coordinato dal Dr. Andreas Hinsch, è riuscito a ridurre il numero delle fasi del ciclo produttivo ottenendo un’elevata efficienza. “Grazie alla perovskite, un materiale fotovoltaico attualmente oggetto di numerose indagini  e un sale fotoattivo, siamo riusciti a realizzare per la prima volta una cella solare stampata con un’efficienza del 12,6% – dichiara Andreas Hinsch -. Con questo successo, abbiamo raggiunto un primo importante traguardo nel potenziare questa tecnologia e spostarla verso la produzione industriale”.

Riempimento in situ di una cella solare in perovskite stampata presso Fraunhofer ISE

Celle solari stampate in perovskite: il futuro del fotovoltaico passa dalla ricerca

Il fotovoltaico è una delle tecnologie più importanti per l’approvvigionamento energetico sostenibile. Dopo aver raggiunto efficienze elevate, la ricerca si sta spostando sulla produzione di celle solari utilizzando metodi sostenibili e sempre più rispettosi delle risorse a nostra disposizione. Per questo le celle solari stampate in perovskite sono al centro di numerosi esperimenti.

I ricercatori del Fraunhofer ISE hanno invertito il ciclo produttivo, producendo prima il modulo solare e successivamente lo hanno riempito con il materiale fotovoltaico, attivandolo direttamente sul posto o “in-situ”.

Il progetto ha sviluppato una serie di strati di elettrodi nano porosi stampabili in cui deporre i cristalli di perovskite. Nel portare avanti il progetto i ricercatori hanno ottimizzato al massimo sia la fase di serigrafia degli strati di elettrodi e sia la fase di attivazione della perovskite.  Sino ad ora la crescita cristallina è stata incontrollata, mentre i ricercatori hanno trovato un modo per convertire la perovskite in un sale fuso a temperatura ambiente usando un gas polarizzato, riuscendo a riempire in modo omogeneo e controllato i pori dell’elettrodo.

Lo strato fotovoltaico prodotto in questo modo mostra un potenziale elettrico di 1 volt e ha portato all’efficienza solare stabile certificata del 12,6% per le celle di laboratorio in situ (0,1 cm²). Gli scienziati del Fraunhofer si aspettano ulteriori miglioramenti in termini di efficienza per le loro celle solari stampate in perovskite, anche perché questo materiale ha già dimostrato di poter arrivare al 22% di efficienza.  La buona notizia è che le fasi di lavorazioni che hanno permesso di arrivare al 12,6% di efficienza sono simili a quelle utilizzate nell’industria del vetro; questo vuol dire che in futuro, le celle solari stampati in perovskite, potrebbero diventare un nuovo modello di business.

Produzione decentralizzata, impianti locali più semplici e materiali più economici renderanno la produzione fotovoltaica sempre più sostenibile.

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